JP5605793B2 - β−1,3−グルカン/核酸複合体の調製方法 - Google Patents
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Description
(1)核酸を溶解したpH4.0〜8.0の水系緩衝液と、β−1,3−グルカンを溶解した塩基性水溶液とを混合し、インキュベートすることにより、2本のβ−1,3−グルカン分子鎖と1本鎖核酸とからなる3重らせん構造を有するβ−1,3−グルカン/核酸複合体を調製する工程と、ゲル濾過クロマトグラフィー(GPC)及び陰イオン交換クロマトグラフィーの一方又は双方を用いて前記β−1,3−グルカン/核酸複合体を含有する溶液を処理することにより該β−1,3−グルカン/核酸複合体を形成していないβ−1,3−グルカン及び核酸を除去し、前記β−1,3−グルカン/核酸複合体を精製する工程とを有するβ−1,3−グルカン/核酸複合体の調製方法。
(2)前記β−1,3−グルカン/核酸複合体を精製する工程において、前記β−1,3−グルカン/核酸複合体を含有する溶液を、まず陰イオン交換クロマトグラフィー、次いでゲル濾過クロマトグラフィー(GPC)で処理する(1)記載のβ−1,3−グルカン/核酸複合体の調製方法。
(3)前記塩基性水溶液として、0.1N以上1N以下の水酸化ナトリウム水溶液を用いる(1)及び(2)のいずれか1項記載のβ−1,3−グルカン/核酸複合体の調製方法。
(4)多糖との結合部位として塩基配列(X)n[Xは任意のリボヌクレオチド及びデオキシリボヌクレオチドのいずれかを表し、nは自然数を表す。]で表されるポリヌクレオチド鎖を有する核酸を用いる(1)から(3)のいずれか1項記載のβ−1,3−グルカン/核酸複合体の調製方法。
(5)前記Xが、デオキシアデノシン(dA)及びシチジン(C)のいずれかである(4)記載のβ−1,3−グルカン/核酸複合体の調製方法。
(6)前記nの値が20以上80以下である(4)及び(5)のいずれか1項記載のβ−1,3−グルカン/核酸複合体の調製方法。
(7)水系緩衝液として、pH4.0〜8.0のリン酸系緩衝液及びトリス系緩衝液から選択される緩衝液を用いる(1)から(6)のいずれか1項記載のβ−1,3−グルカン/核酸複合体の調製方法。
以下、各工程についてより具体的に説明する。
「緩衝液」とは、酸またはアルカリを加えても水素イオン濃度の変化を微小にとどめることができる(緩衝作用を有する)溶液であり、例として、弱酸とその共役塩基である塩との混合溶液等が挙げられる。酢酸等の弱酸(AH)とその共役塩基(A−)の混合溶液は、多くのH+またはOH−を添加しても、その緩衝作用によりpHの変化をわずかだけに抑えることができる。弱塩基(B)とその共役酸(BH+)を含む系も同様な緩衝作用を有する。
主鎖がβ−1,3−グルカン及びβ−1,3−キシランからなる多糖は、ポリ(C)等の核酸と近似するらせん定数を有しており(例えば、高橋、小畠、鈴木、Prog. Polym. Phys. Jpn.27巻、767ページ、及び「Conformation of Carbohydrates」、Sharwood
academic publisher、1998年を参照)、核酸塩基と水素結合可能な水酸基を有しているため、核酸と相互作用し、三重らせん構造を有する安定な複合体を形成することが知られている。β−1,3−グルカンの具体例としては、シゾフィラン、カードラン、レンチナン、パーキマン、グリホラン、スクレログルカン等が挙げられる。これらは、主鎖がβ−結合(β−D−結合)により結合したグルカンで、側鎖の頻度が異なる天然の多糖である。これらのβ−1,3−グルカンは、化学修飾等の処理を行うことなくそのまま用いてもよいが、通常の過ヨウ素酸化法を用いてその側鎖を適当に間引くことにより、その溶解性を制御することもできる。
なお、β−1,3−グルカンの重量平均分子量は、光散乱法、沈降速度法(超遠心法)等の任意の公知の方法を用いて決定することができる。
複合体調製過程として、水に溶解させたDNAを直前にリン酸緩衝液と混ぜ、β−1,3−グルカンの塩基性水溶液(0.25N NaOH)と混合させる。リン酸緩衝液(330mM NaH2PO4;pH4.7)と塩基性水溶液を体積比1:1で混合することで中性溶液(pH7.0〜8.0)となる。混和後、溶液を所定の温度(例えば4℃)で一晩以上インキュベートし、複合化を完結させる。
複合体の形成は、ゲル濾過クロマトグラフィー(GPC)、円偏光二色性(CD)スペクトル等の任意の公知の方法で確認できる。
上記のようにして得られる溶液には、複合体以外に未反応の核酸及びβ−1,3−グルカンを含んでいるため、さらに精製を行う必要がある。精製の一手段として、未反応の核酸及びβ−1,3−グルカンと複合体との分子量の差を利用して、分取GPCカラムを用いて、複合体のピーク部分を分取することにより、未反応の核酸及びβ−1,3−グルカンの除去を行うことができる
カラム;ポリヒドロキシメタクリレートを基材とした水系用カラム(OHpak SB-802.5 HQ及びOHpak SB-806 HQ等;Shodex)
溶離液;0.1Mリン酸緩衝液(pH 7.4)+0.5M KCl
流速;0.8mL/分
反応溶液中から未反応のβ−1,3−グルカンの除去を行うために、陰イオン交換クロマトグラフィーを用いる。複合体は核酸の電荷により陰イオン交換カラムに担持されるが、未反応のβ−1,3−グルカンは電荷を有さないため、カラムを素通りする。反応溶液をカラムに通した後に、高塩濃度溶液(1M Tris−塩酸緩衝液)により複合体を溶出させる。
陰イオン交換カラム;低圧クロマトグラフィー用の弱陰イオン交換カラム(Macro-Prep EDAE、リガンド:-NH+(C2H5)2、容量:1mL;BioRad)
洗浄液;PBS(リン酸緩衝生理食塩水)
溶出液;1M Tris−塩酸緩衝液(pH7.6)(ナカライ)
本実施例で用いたシゾフィラン(SPG)(三井製糖(株)より提供)は、GPCにより分子量を算出したところ1本鎖状態では15万で、3本鎖では45万であった。このSPGと、dA(デオキシアデノシン)のホモポリマーであるdA30、dA40、dA60(ファスマック(株)より購入)との複合化を行った。
NaOH溶液に溶解し(15mg/mL)2日以上放置し、完全にSPGを1本鎖に解離させた。サンプル調製方法は、ポリ(dA)溶液とリン酸緩衝液(330mM NaH2PO4、pH4.5)とを混合し、SPGとDNAの混合比がモル比で3:1となるようSPGの塩基性水溶液を添加し攪拌した。得られた溶液を4℃で一晩静置させた後、GPC測定を行った。
DNA濃度を一定にし、添加するSPGの量を変化させ、実施例1と同様に複合体を調製し、GPC測定を行った。各サンプルの混合比(モル比、重量比)を表1に示す。
SPGを中和する緩衝液としてリン酸緩衝液(330mM NaH2PO4、pH4.5;バッファーA)以外に、pHの異なるリン酸緩衝液(pH6.5;NaH2PO4とNa2HPO4で調製;バッファーB)あるいはトリス−塩酸緩衝液(330mM Tris-HCl、pH7.6;バッファーC)を試みた。また、比較例として、緩衝液の代わりにDMSOを用いて調製した複合体との比較も行った。表2に示すような混合比で各サンプルを調製し、GPC測定を行った。
中和溶液として緩衝液ではなく、0.1Nの塩酸を用いて中和を行い、緩衝液による中和との違いを比較した。塩酸溶液を用いた複合体調製では、緩衝液による中和過程と同様に塩酸溶液に核酸を混合させ、直後に水酸化ナトリウム溶液との中和を行った。また、中和は塩酸溶液と水酸化ナトリウム溶液を容積比で2:1になるように混合させpHを約7に調整した。なお、使用したSPG及び核酸は表2と同様である。
先に述べたように核酸としてRNAを使用する場合には、塩基性水溶液に接触すると核酸が分解してしまう恐れがある。そこで、塩酸溶液と水酸化ナトリウム溶液を混合し、pHを約7に調整した直後にDNA溶液を添加した。
マクロファージ遊走阻止因子(MIF)に対するアンチセンスDNA(tggtgttcacgatgaacataggcatg:配列番号2)の3’末端側にdA30あるいはdA40を付加させたDNAを用いて実施例1と同様に複合体を調製し、少量をGPCに流し複合体の確認を行った。その後、反応溶液を全量GPCに流し、複合体のフラクションを確認しながら検出器から流出してくる溶液を分取した。分取したフラクションのGPCクロマトグラムにより複合体の精製度を検証した。
実施例4に従い未反応のDNAを取り除くことは可能であるが、反応溶液中には未反応のSPGが混在している。そこで、これを陰イオン交換カラムに通すことで複合体の精製を試みる。陰イオン交換カラムによる複合体の精製の原理を図8に示す。DNA、SPG、複合体が混在する溶液を陰イオン交換カラムに通すと、負電荷を帯びているDNA及び複合体はカラムに担持されるが、電荷を有さないSPGはカラムに担持されず溶出される。次にカラムに溶離液(1M Tris−塩酸緩衝液)を流し、担持されたDNA及び複合体を溶出させる。
Claims (7)
- 核酸を溶解したpH4.0〜8.0の水系緩衝液と、β−1,3−グルカンを溶解した塩基性水溶液とを混合し、インキュベートすることにより、2本のβ−1,3−グルカン分子鎖と1本鎖核酸とからなる3重らせん構造を有するβ−1,3−グルカン/核酸複合体を調製する工程と、ゲル濾過クロマトグラフィー(GPC)及び陰イオン交換クロマトグラフィーの一方又は双方を用いて前記β−1,3−グルカン/核酸複合体を含有する溶液を処理することにより該β−1,3−グルカン/核酸複合体を形成していないβ−1,3−グルカン及び核酸を除去し、前記β−1,3−グルカン/核酸複合体を精製する工程とを有するβ−1,3−グルカン/核酸複合体の調製方法。
- 前記β−1,3−グルカン/核酸複合体を精製する工程において、前記β−1,3−グルカン/核酸複合体を含有する溶液を、まず陰イオン交換クロマトグラフィー、次いでゲル濾過クロマトグラフィー(GPC)で処理することを特徴とする請求項1記載のβ−1,3−グルカン/核酸複合体の調製方法。
- 前記塩基性水溶液として0.1N以上1N以下の水酸化ナトリウム水溶液を用いることを特徴とする請求項1及び2のいずれか1項記載のβ−1,3−グルカン/核酸複合体の調製方法。
- 多糖との結合部位として塩基配列(X)n[Xは任意のリボヌクレオチド及びデオキシリボヌクレオチドのいずれかを表し、nは自然数を表す。]で表されるポリヌクレオチド鎖を有する核酸を用いることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載のβ−1,3−グルカン/核酸複合体の調製方法。
- 前記Xが、デオキシアデノシン(dA)及びシチジン(C)のいずれかであることを特徴とする請求項4記載のβ−1,3−グルカン/核酸複合体の調製方法。
- 前記nの値が20以上80以下であることを特徴とする請求項4及び5のいずれか1項記載のβ−1,3−グルカン/核酸複合体の調製方法。
- 水系緩衝液として、pH4.0〜8.0のリン酸系緩衝液及びトリス系緩衝液から選択される緩衝液を用いることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項記載のβ−1,3−グルカン/核酸複合体の調製方法。
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